Çeşitli Bitkisel Atıkların Karbonizasyon Yoluyla Değerlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, kayısı çekirdeği, fındık kabuğu, üzüm çekirdeği ve kestane kabuğu biyokütle numunelerinin, Jenkner tipi karbonizasyon retortu ve Termogravimetrik Analiz (TGA) cihazı kullanılarak, iki farklı sistemde karbonizasyonu gerçekleştirilmiştir. Sıcaklık, ısıtma hızı, tanecik boyutu ve azot gazı debisinin karbonizasyon katı ürün verimleri üzerine olan etkisi araştırılmıştır. Biyokütle numunelerinin retortta gerçekleştirilen karbonizasyonları için istatistiksel değerlendirme yapılmış ve karbonizasyon koşullarının katı ürün verimine etkisini gösteren ve korelasyon katsayıları 0.91-0.95 arasında değişen farklı ampirik eşitlikler türetilmiştir. Biyokütle numunelerinin termogravimetrik analiz cihazındaki karbonizasyonları, izotermal olmayan koşullarda gerçekleştirilmiş ve karbonizasyon deneyleri sonucunda elde edilen veriler kullanılarak, BASIC dilinde yazılmış bir bilgisayar programı ile karbonizasyon kinetik parametreleri hesaplanmıştır. Hesaplanan kinetik parametrelerin, numuneden numuneye ve kullanılan hesaplama yöntemi ile karbonizasyon koşullarına bağlı olarak değiştiği belirlenmiştir Çalışmanın son kısmında, farklı hammadelerden farklı aktivasyon koşullarında aktif karbon üretimi gerçekleştirilmiştir. Kayısı çekirdeği, fındık kabuğu, üzüm çekirdeği ve kestane kabuğu hammaddelerinden üretilen aktif karbonların, sıvı çözeltiden bakır adsorpsiyonu amacıyla kullanılabilirlikleri araştırılmış ve adsorpsiyon deney verilerinin Freundlich ve Langmuir izotermlerine uyduğu belirlenmiştir.

In this study, carbonization process has been conducted on the samples of apricot stone, hazelnut shell, grapeseed and chestnut shell to determine the effects of carbonization temperature, heating rate, particle size and sweep gas flow rate on the solid product yields. The carbonization process is carried out in two different systems namely a Jenkner type fixed bed carbonization retort and Thermogravimetric Analyzer (TGA). To investigate the effect of carbonization parameters, a statistical design tecnique was applied to the experimental results obtained in retort system. Empirical equations which have high regression coefficients ranging from 0.91 to 0.95 were developed between the carbonization conditions and solid product yield. A computer program in BASIC was used to calculate the carbonization kinetic parameters from experimental non-isothermal thermogravimetric data of biomass samples. It was determined that the values of the kinetic parameters showed differences depending on the method of calculation, sample type and carbonization conditions. In the last part of study, activated carbon production from different raw materials at different activation conditions was achieved. The utility of apricot stone, hazelnut shell, grapeseed and chestnut shell activated carbons for the adsorption of copper ions were investigated. It was observed that the experimental adsorption results were successfully represented by Freundlich and Langmuir adsorption isotherms.